08.04.2016 11:58
Новости.
Просмотров всего: 3205; сегодня: 1.

Дегидратация насекомых как возможность криоконсервации

В лаборатории "Экстремальной биологии" Казанского федерального университета проводятся исследования на комарах-звонцах, способных выживать в условиях засухи благодаря обезвоживанию своего организма. В ходе исследований были получены результаты, которые смогут стать основой для будущей крионики.

Объектом исследования стали личинки африканского комара-звонца или хирономиды (Polypedilum vanderplanki - африканское насекомое, способное приспосабливаться к неблагоприятным температурным условиям. При этом речь идет не просто о приспособлении, а почти полном обезвоживании организма. В организме комаров при высушивании вода заменяется молекулами трегалозы (дисахарида на основе глюкозы) и ряда других биомолекул, которые и «консервируют» живые ткани при высушивании.

Впервые Polymedium Vanderplanki был найден японским ученым Такаши Хакудо в 1951 году, но лишь в 2000-х годах появился большой интерес к его исследованиям.

- Само по себе взрослое насекомое не может обезвоживаться в неблагоприятных условиях, так как при жизни сроком в 2-3 дня в этом нет необходимости, - пояснил руководитель лаборатории "Экспериментальная биология" Олег Гусев. - В отличие от взрослого насекомого, личинка комара, которая в среднем живет примерно месяц, вполне может "иссушиться", и таким образом самостоятельно "законсервировать" себя. Получая сигнал об обезвоживании, личинки "изгоняют" воду из организма и заменяют её на сахар (тригалозу). В природе этот процесс проходит медленно, но, проводя эксперимент в лабораторных условиях, достаточно двух полных дней. Организм личинки через кутикулу выталкивает из себя воду и в клетках очень быстро синтезируется сахар. Так, спустя время, живая и здоровая личинка становится похожей на сдутый шарик.

Лабораторные исследования показали, что даже при иссушении на 99% насекомое продолжает существовать, правда, в форме безжизненного тельца. А при погружении образца в водную среду оно заново "оживает". Как считают ученые, это единственное насекомое, способное полностью восстанавливать организм.

Для проведения сравнительного подхода были взяты две особи насекомого - обычные комары и хирономиды (по причине того, что каждый из них был внешне схож друг с другом). После сравнения их геномов вторая, как выяснилось, обладает большим количество генов, отвечающих за окислительный процесс (причина этому уход воды из организма и образование различных форм кислорода). Та же ситуация происходит и при радиации, поэтому многие организмы погибают (активные формы кислорода нарушают мембраны, действуют на ДНК и т.д.) Любой организм насекомого обладает белками, которые защищают его от гибели, но у каждого они разной эффективности, и у особей PolymediumVanderplanki их оказалось больше, чем у остальных. Также при "высушивании" у комаров появляются LEA-белки, которые долгое время считались только растительными - существовали и работали в семенах.

- Считалось, что они защищают семена от всех неблагоприятных воздействий (обезвоживание, сохранение других белков, которые нужны при прорастании семян, формирование капсул для защиты других белков), - комментирует Олег Гусев. - Однако исследования доказали, что эти же белки присутствуют и у хирономидов, находясь в различных регионах генома, чего у других насекомых не наблюдается. Так, выделяя эти LEA-белки и обрабатывая ими различные организмы, возможно, в будущем мы научимся подвергать и их дегидратации, что будет неким подобием консервирования.

Были сравнены различные стадии этногенеза (личинки, куколки и т.д.) и оказалось, что все эти гены "работают" только в личинке, а значит теоретически, если мы сможем заставить, то они смогут проявляться и в других стадиях "сушки" и, соответственно, при образовании - белка. При этом обнаружилось, что эти белки проникли в геном комара из бактерии. По словам сотрудников лаборатории у них есть на этот счет своя теория: существовал геном комара данной особи, он высыхал, и каким-то случайным образом, рядом с ним оказалась бактерия, которая попала в его геном, что оказалось полезным приобретением. Со временем она размножилась, все это привело к возможности "сушки". Также были найдены и другие белки, которые защищают от старения. Организмы, которые долго живут, тоже содержат множество этих белков. У обычных комаров их 1-2, у комаров-звонцов их 15, поэтому можно сказать что эти белки помогают сохранять им "бессмертность".

Лабораторные исследования не ограничиваются только изучением Polymedium Vanderplanki. Совместно с ними изучаются другие процессы "спячек", в котором будут задействованы уже млекопитающие. Предполагается исследовать спячку млекопитающих, в частности, сонь.

Ученые заинтересованы в причине понижения температуры их тела до -4 градусов при впадении в спячку.


Ньюсмейкер: Казанский федеральный университет — 854 публикации
Поделиться:

Интересно:

02.11.2024 12:29 Консультации
РС для ИП: зачем нужен, как открыть и чем отличается от лицевого
Расчетный счет — это банковский счет, который открывается для денежных операций, связанных с предпринимательской деятельностью. Он позволяет принимать платежи от клиентов, перечислять деньги контрагентам, уплачивать налоги и сборы и пр.  Закон не обязывает ИП пользоваться расчетным счетом...
Память о подростках, работавших в годы ВОВ, увековечили в Перми
02.11.2024 10:50 Новости
Память о подростках, работавших в годы ВОВ, увековечили в Перми
В Перми в сквере им. М.И. Субботина около предприятий НПК «Пермские моторы» (входят в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха) состоялось открытие памятника «Молодому рабочему», памяти подросткам, работавшим в годы Великой Отечественной войны на оборонных заводах Молотова...
В Москве открыт памятник князю Сергею и княгине Елизавете Романовым
02.11.2024 09:10 Новости
В Москве открыт памятник князю Сергею и княгине Елизавете Романовым
В столице открыли памятник московскому генерал-губернатору великому князю Сергею Александровичу (1857–1905) и его супруге преподобномученице Елизавете Федоровне (1864–1918). Об этом в своем телеграм-канале сообщил Сергей Собянин. «Открыли памятник Великому князю Сергею Александровичу...
Кто сдал Колчака?
01.11.2024 11:30 Интервью, мнения
Кто сдал Колчака?
Адмирал Александр Колчак пробыл на посту Верховного правителя России чуть больше года. Кто был виноват в его гибели? Своим мнением на этот счет с «Историком» поделился председатель правления Российского исторического общества, доктор исторических наук Руслан Гагкуев. Александр Васильевич Колчак...
Тонкости открытия своего бизнеса: кофейня
31.10.2024 18:50 Консультации
Тонкости открытия своего бизнеса: кофейня
Кофейня является одним из популярных вариантов для начала бизнеса. И этому есть свои причины. В больших городах на потребление кофе есть стабильный спрос. Открытие заведения не требует больших вложений. Стоимость аренды, оборудования зависит от формата и расположения, но в целом это не самый...